2da unidad ecología y medio ambiente

Concepto
 Conjunto de seres vivos y sustancia inertes que actúan
recíprocamente, intercambiando materiales.
 En un ecosistema se distinguen*:
 Elementos bióticos productores.
 Elementos bióticos consumidores.
 Factores abióticos.

Q.F. Julio Oscanoa Lagunas

Ecosistema

F. Abióticos: Productores
agua, : vegetales y
oxígeno, bacterias
sustancias quimiosinté
orgánicas. ticas

Consumidores:
herbívoros y
carnívoros


Ecosistemas
 Los ecosistemas son sistemas complejos como el
bosque, el río o el lago, formados por una trama
de elementos físicos (el biotopo) y biológicos (la
biocenosis o comunidad de organismos)


Ecosistema.
 El ecosistema es el nivel de organización de la
naturaleza que interesa a la ecología.
 *Recuerde de que manera se han organizado las
biomoléculas para conformar los seres vivos.
 *Ahora recuerde como la ecología se organiza
mediante niveles simples a niveles complejos.


Niveles de organización de los seres vivos

Biósfera
Ecosistema
Comunidad
Población
Individuo


Hay sistemas en nuestro organismo
 En la naturaleza los átomos están organizados en
moléculas y estas en células. Las células forman
tejidos y estos órganos que se reúnen en sistemas,
como el digestivo o el circulatorio. Un organismo
vivo está formado por varios sistemas anatómico-
fisiológicos íntimamente unidos entre sí.


Describa cada una de las partes del siguiente gráfico.


Organización en la naturaleza
 La organización de la naturaleza en niveles
superiores al de los organismos es la que interesa
a la ecología.


Organización de la naturaleza
 Los organismos viven en poblaciones que se
estructuran en comunidades.

 ¿Cómo diferenciamos población y comunidad?
 Por favor este atento al siguiente video:
D:Ecologia UPLAclases ecologiaPoblación &
Comunidades - Oscanoa.wmv


Ecosistema
 El concepto de ecosistema aún es más amplio que
el de comunidad porque un ecosistema incluye,
además de la comunidad, el ambiente no vivo, con
todas las características de clima, temperatura,
sustancias químicas presentes, condiciones
geológicas, etc.

 El ecosistema estudia las relaciones que
mantienen entre sí los seres vivos que
componen la comunidad, pero también las
relaciones con los factores no vivos.


Unidad de estudio de la ecología

El ecosistema es la unidad de
trabajo, estudio e investigación de la
Ecología. Es un sistema complejo en
el que interactúan los seres vivos
entre sí y con el conjunto de factores
no vivos que forman el ambiente


 Un ecólogo puede estar estudiando como
afectan las condiciones de luz y
temperatura a las encinas, mientras otro
estudia como fluye la energía en la selva
tropical; pero lo específico de la ecología
es que siempre estudia las relaciones
entre los organismos y de estos con el
medio no vivo, es decir, el ecosistema.


Cuestionario.
 Diferencie: Ecosistema y ecósfera.
 Describa ejemplos de ecosistemas acuáticos y
terrestres indicando sus componentes.


POBLACIONES Y
COMUNIDADES


Población
 El término población designa al conjunto de personas
que forman una comunidad.
 POBLACIÓN- Es un conjunto de individuos que
pertenecen a la misma especie y que ocupan el mismo
hábitat. Por ejemplo, población de amibas en un
estanque, población de ballenas en la costa peruana,
población de delfines, población de pinos en la ciudad
universitaria, etc.


Comunidades


Comunidad
 Se llama C. al conjunto de poblaciones que viven en un
hábitat o zona definida que puede ser amplia o
reducida.
 Una comunidad puede englobar cientos de miles de
especies vegetales y animales.


Características de Población
 La población presenta características diversas que constituyen la única
posesión del grupo y no son características de los individuos. Algunas
de estas propiedades son:
 la densidad.
 Natalidad.
 mortalidad.
 edad.
 distribución.
 potencial biótico.
 dispersión y forma de desarrollo.


Ecología de poblaciones
 Los ecólogos de poblaciones tratan de determinar
los procesos comunes a todas las poblaciones.
Estudian el modo como una población interactúa
con su medio, por ejemplo cómo compiten por el
alimento y otros recursos los individuos de una
población, y cómo la depredación y otras presiones
ambientales afectan a la población.


Densidad poblacional
 La densidad es la
magnitud de la población
en relación con alguna
unidad de espacio. Se
suele expresar como el
número de individuos, o
la biomasa, por unidad de
superficie o de volumen.


Patrón de distribución.
 Se refiere al arreglo espacial de los organismos en una
población, el cual puede ser agregado, aleatorio o
uniforme.


Parámetros demográficos.
 Son los procesos que dan lugar a cambios numéricos
en las poblaciones.
 Hay cuatro parámetros demográficos básicos:
 la tasa de natalidad
 la tasa de mortalidad
 la tasa de emigración
 tasa de inmigración.


Tasa de natalidad
 Indica cuántos individuos nacen por unidad de tiempo
y es una consecuencia de la reproducción.


Tasa de mortalidad
 Es el número de individuos que mueren por unidad de
tiempo.


Tasa de emigración y la tasa de inmigración.
 El movimiento de individuos entre poblaciones se
mide a través de las tasas de inmigración (los
individuos que entran a la población) y de emigración
(los que salen).


 La combinación de estos cuatro procesos origina
cambios numéricos en las poblaciones a través del
tiempo.


Tasa de crecimiento poblacional
 Como resultado de los nacimientos, las muertes, las
emigraciones y la inmigraciones, el tamaño de la
población cambia con el tiempo.
 Esta tasa de cambio se conoce como tasa de
crecimiento poblacional y es uno de los parámetros
más importantes que los ecólogos intentan conocer.


 Una manera de cuantificar la tasa de crecimiento
poblacional es en términos porcentuales: si la
población de alumnos de la UPLA, crece a una tasa de
2% anual.
 Significa que si hay 100 alumnos en nuestra
institución, dentro de un año habrá 102.


 Otra forma de describir el crecimiento de una
población es a través de la variable λ (la letra griega
"lambda"), también conocida como la tasa finita de
crecimiento poblacional.
 Para una tasa de crecimiento de 2% anual, como la de
la población de alumnos, referida anteriormente λ=1.02


 De esta forma, si conocemos el tamaño poblacional en
este momento (por ejemplo, N hoy = 100) Y
conocemos el valor de λ (en este caso λ = 1.02),
podemos calcular de qué tamaño será la población al
cabo de un año:
 N en un año = N hoy X λ = 100 X 1.02 = 102


 También podemos medir la tasa de crecimiento de una
población de manera relativa. La variable que describe
el crecimiento poblacional de esta forma se 11ama tasa
intrínseca de crecimiento, representada por la letra
r, y cuantifica el cambio poblacional per cápita, es
decir, por cada individuo de la población.


Cuestionario
 Investigue la taza de crecimiento de 3 seres vivos y
realice ejemplos, indique la fuente bibliográfica.
 Ejemplifique cada uno de los patrones de distribución
de los seres vivos.


Crecimiento
de las
poblaciones


Introducción
 La tasa de crecimiento es una propiedad emergente
que deriva de los parámetros demográficos básicos .
 ¿Cuáles son estos parámetros?
 tasa de natalidad.
 tasa de mortalidad.
 tasa de inmigración
 tasa de migración


Modelos básicos de crecimiento
poblacional
 Exponencial.
 Logístico.


Crecimiento exponencial
 Postulado por Thomas R. Maltus en 1798.
 Supone que las poblaciones crecen a una tasa
constante. Según el modelo de crecimiento
exponencial.
Si λ= 1.05
¿Qué porcentaje de crecimiento anual implica?

5%


 Este valor se mantendrá
constante independientemente
al tamaño de la población y de
las condiciones en las que se
encuentre.
 La ecuación que define esta
curva es:

Nt=N0 λt


 El tamaño de la población en el tiempo t (Nt) está dado
por el tamaño de población al inicio (N0), multiplicado
por el valor de la tasa de crecimiento poblacional λ,
elevada a la potencia t


Ejemplo:
Si una población de tucanes ahora cuenta con
470 individuos y tiene una tasa de crecimiento
poblacional λ= 1,03.
¿Cuál será su tamaño dentro de 5 años?
Nt=N0 λt

N (5)=(470) x (1,03)5 = 545


El modelo de crecimiento exponencial supone que la tasa de
crecimiento poblacional se mantiene constante.

Sin embargo esto sucede solo por periodos reducidos.
¿Qué características debe tener el ecosistema para comprobar
esta afirmación?

•Cuando los recursos del ecosistema son abundantes, para
determinada especie.
•Cuando una población de determinada especie esta colonizando
un hábitat donde no encuentra mucha competencia.

El modelo exponencial es de gran utilidad, pues da una idea del
potencial de crecimiento de una población , dada su tasa de
crecimiento actual.|


Crecimiento logístico
 Una población crece solo hasta cierto límite.
 La tasa de crecimiento poblacional NO es constante.
 La densidad poblacional tiene un efecto sobre la tasa
de crecimiento de la población, pues afecta la
disponibilidad de recursos.
 Cuanto mayor sea la densidad poblacional mas intensa
será la competencia por los recursos.


 Pierre Francois Verhulst, 1838, propuso una
ecuación que supone que la población
alcanza un tamaño máximo, por encima del
cual ya no puede crecer, a este modelo se le
llama logístico.

Se caracteriza porque la tasa de crecimiento
disminuye conforme va aumentando el tamaño de
la población (N), al describir gráficamente como
cambia N, a través del tiempo , obtenemos una
curva sigmoidea.


 La ecuación que define esta curva es la siguiente:

dN/dt = Nr [1 - (NIK)]


K= Capacidad de carga
Viene a estar dado por el numero máximo de individuos
que un ambiente puede mantener, de acuerdo con sus
condiciones y con la cantidad de recursos que ofrece


Factores que regulan el crecimiento
 Las poblaciones no crecen al infinito.
 Sus densidades se mantienen relativamente
constantes.


Factores que regulan el crecimiento
Factores que impiden
que las poblaciones
crezcan de manera
ilimitada

son

Factor Factor
biótico Abiótico


Factores abióticos como reguladores
de las poblaciones
 Cuando los factores abióticos son desfavorables, los
organismos pueden disminuir su capacidad
reproductiva o incluso morir.
 Los factores abióticos impiden que las poblaciones
crezcan demasiado provocando la muerte de algunos
de sus individuos.


de las poblaciones
Ejemplo:
 La falta de humedad que impide el crecimiento de
maizales en el valle del Mantaro.
 La presencia de una helada muy intensa , que
disminuye la actividad agrícola y por lo tanto la
ganadera.
Podemos mencionar que los factores abióticos regulan el crecimiento de
poblaciones de especies vegetales y animales, el cual tiene un impacto
económico en la actividad humana.


de las poblaciones
 Estas condiciones abióticas cuando
son muy intensas se consideran
catástrofes naturales pues llegan a
tener un efecto intenso sobre las
poblaciones.
 Las catástrofes son poco frecuentes
pero muy intensas.
 Entre ellas tenemos: Heladas,
temblores, deslizamientos,
incendios, inundaciones,
derrumbes.


Factores bióticos: Las interacciones
ecológicas
 A diferencia de los factores abióticos que actúan de
forma denso independientemente, los factores bióticos
es decir las interacciones ecológicas actúan de forma
denso dependiente, pues dependen de la densidad
poblacional.
 Las interacciones ecológicas se hacen mas intensas a
medida que aumenta el tamaño de la población.


de las poblaciones
 Los factores denso dependientes regulan el tamaño de
las poblaciones.
 ¿ Que sucederá cuando el tamaño de la población es
baja?
 Pues crecen las poblaciones.
 Por lo contrario se limita su crecimiento cuando la
densidad poblacional es alta.


Clasificación de las interacciones
ecológicas

Competencia depredación mutualismo

Amensalismo comensalismo


ecológicas


ecológicas
 La competencia, provoca efectos negativos en ambas
poblaciones que interactúan.
 La depredación, tiene efectos positivos en los depredadores,
pero afecta negativamente a las presas.
 El mutualismo es una interacción en la que ambos
participantes se benefician.
 El Amensalismo y el comensalismo, una de las partes que
interactúan no resulta afectada, en tanto que la otra se ve
afectada negativamente en el caso del amensalismo o
positivamente en el caso del comensalismo


Competencia
 Se da entre organismos que requieren los mismos
recursos, los cuales se encuentran disponibles en
cantidades limitadas.
 Tiene como resultado que afecta negativamente el
desempeño de los organismos, es decir:
 Sus posibilidades de sobrevivir.
 Su capacidad de crecer.
 Éxito reproductivo
 Por lo tanto es una interacción de tipo (-,-).


competencia
 La competencia no implica que los individuos
organizados en poblaciones tengan que enfrentarse
unos a otros y pelearse por los alimentos.
 Tenemos dos tipos de competencia

Competencia por
Competencia por explotación
interferencia


Competencia por interferencia
 Cuando un individuo enfrenta a otro.

Competencia por explotación
 Cuando los organismos disminuyen la cantidad de
recursos al consumirlos.
 Quienes se iran debilitando lentamente hasta morir.


Competencia intraespecífica
 Ocurre entre organismos de la misma especie, por lo
que puede llegar a ser muy intensa.
 En una población de plantas ¿Por qué recursos
compiten?
 Luz, nutrientes, minerales, agua.
. * fenómeno de autoaclareo
 El fenómeno de autoaclareo, ocurre también cuando
las densidades son muy altas, por lo que conviene cual
es la densidad óptima de siembra.


Competencia interespecífica
 Tiene a lugar entre organismos de diferentes especies
que utilizan los mismos recursos para subsistir.
 En algunos ocasiones las especies competidoras son
relativamente similares.*
 No obstante es posible también la competencia entre
especies muy diferentes.*
 Por lo que dos, tres o más especies pueden aprovechar
y utilizar el mismo recurso y en algunos casos
disminuir este, afectando sobre los organismos de
otras especies.


Competencia intraespecífica

 ¿Qué puede dar como resultado de una competencia
intraespecífica?
 Desplazamiento de una de las dos especies, hasta su
desaparición total de la localidad, esto se le denomina:
Exclusión competitiva.


Depredación
 Consiste en que un organismo se alimenta de otro.
 En general esta interacción produce beneficios a una
de las especies (Depredador) y perjuicios a la otra
especie (presa), por lo que se considera una
interacción de tipo (+,-).
Se conocen 4 tipos fundamentales de depredadores:
 Depredadores verdaderos.
 Herbívoros.
 Parásitos.
 Parasitoides.


Depredadores verdaderos
 Consumen muchas presas a lo largo de su vida y estas
últimas mueren al ser consumidas.
 En esta categoría se considera a los grandes carnívoros:
leones, jaguares, coyotes, etc.
 También incluimos a las ballenas*, los tiburones.
 ¿Existirán invertebrados en esta categoría?
 Langostas marinas, arañas, hormigas.


Herbívoros
 Consiste en el consumo de una
planta por parte de un animal.
 Pocos herbívoros consumen
una planta entera, por lo
general se consumen solo
algunas de sus partes, as{i la
planta no muere
necesariamente.


Efectos inmediatos del herbívoro

 Pérdida de biomasa, nutrientes, órganos esenciales
 Efectos químicos (deposición de excrementos y orina)
 Efectos físicos (pisoteo, sombra por excreta)


Efectos evolutivos del herbívoro

 Si el herbívoro reduce la capacidad reproductiva de
una planta, la estructura genética de la población
de esa planta se alterará.
 Por lo tanto, es de esperar que esa presión selectiva
resulte en cambios evolutivos para esa especie.
 Algunos de esos cambios pueden incluir:
 Desarrollo de resistencia contra el herbívoro.
 Desarrollo de tolerancia contra el herbívoro.


Mecanismos de resistencia contra
herbívoros
 Defensas morfológicas: tricomas (espinas,
pubescencia), hojas duras (esclerófilas)
 Defensas químicas (taninos, alcaloides)
 Baja calidad nutritiva
 Expansión rápida de hojas nuevas
 Verdecer tardío
 Producción de hojas durante época seca
 Producción sincrónica de hojas


Parasitismo

 Cuando la relación es entre un organismo
(parásito), generalmente más pequeño, que
utiliza a otro (hospedero) como fuente de
alimento (sustancias orgánicas o alimentos
ingeridos) sin matarlo, al menos en forma
inmediata, se la conoce como parasitismo. Los
parásitos, por lo general, pasan por una
metamorfosis muy complicada y pueden
reducir ciertos órganos (extremidades, visión,
etc.), especialmente en los casos de
parasitismo 'interno.


Ectoparasitismo
 Cuando el parásito vive u
obtiene su alimento en el
exterior del hospedero. Son
ejemplos muy característicos
las pulgas, los piojos, el
vampiro, el zancudo, los
mosquitos, el pique o nihua, el
isango o gapa, etc.


Endoporasitismo
 Cuando el parásito vive en el interior del
hospedero y se alimenta de alimentos
ingeridos o de sustancias orgánicas de éste
(sangre, tejidos). los endoparásitos debilitan al
hospedero y le causan enfermedades. Existen
muchos especies de endoparásitos: la triquina
vive en los músculos de animales carnívoros,
omnívoros y del hombre; las tenias, los
nematelmintos y otros gusanos parásitos viven
en el intestino de los seres humanos y de
muchos animales; el plasmodio de la malaria
vive en los glóbulos rojos de la sangre y es
transmitido por los zancudos, etc.


Parasitismo social
 Cuando el parásito ocupa el nido de otra
especie y deja criar su prole por el
hospedero. Un caso típico en la costa
peruana es el del tordo parásito o mirlo
negro (Molothrus bonariensis), que pone
sus huevos en los nidos de otras aves,
especialmente la pichisanka (Zonotrichia
cupensis), y deja criar sus pichones por
éstas.


Mutualismo
 El mutualismo tiene lugar entre
organismos de diferentes especies, los
cuales se benefician mutuamente al
interactuar. Por esta razón se trata de
una interacción de tipo (+, +). Muchos
mutualismos son facultativos, es decir,
los organismos participantes pueden
vivir en ausencia uno del otro.


Mutualismo
 Otros mutualismos son obligados, lo que significa que
los dos organismos necesitan por fuerza de la
presencia del otro para subsistir. Tal es el caso de los
protozoarios (del género Trichomonas) que viven en el
aparato digestivo de las termitas y se encargan de
descomponer la madera que éstas consumen.
 En la mayoría de las relaciones mutualistas uno de los
miembros brinda alimento al otro, mientras que el
segundo ofrece al primero protección, limpieza,
dispersión, polinización o sencillamente un sitio para
vivir.


Comensalismo y amensalismo

 En el comensalismo y el amensalismo uno de los dos
participantes no se ve perj udicado ni beneficiado por
la interacción. En el amensalismo el otro miembro se
ve afectado negati vamente, lo que la hace una
interacción de tipo (O, - ), en tanto que en el
comensalismo resulta beneficiado en alguna medida,
lo que da lugar a una interacción de tipo (O, +).


Comensalismo
 Un ejemplo de comensalismo es
la relación entre las plantas
epífitas y sus hospederos. Las
epífitas son plantas que viven
sobre otras plantas, como
muchas orquídeas.


Amensalismo
 Ejemplo de amensalismo podemos citar al
fenómeno de alelopatía, que consiste en la
producción de sustancias repelentes que
impiden el establecimiento de plántulas bajo
la sombra de algunas especies de plantas.
 Ciertos eucaliptos, por ejemplo, tienen un
efecto alelopático, pues se ha visto que muy
pocas semillas son capaces de germinar en los
lugares donde sus hojas caen y se
descomponen.


Cuestionario
 Como suceden los efectos alópáticos en las plantas.
 Defina: anemocoria, anemohidrocoria, hidrocoria y
zoocoria.


Propiedades
emergentes
de los
Ecosistemas

¿Qué diferencia hay entre
comunidad y ecosistema?


Ecosistema


Recordemos: ¿Qué es ecosistema?

 Es la suma de elementos vivos y no vivos de un lugar
particular de un planeta
 Ejemplo de ecosistema: Valle de Mantaro.
 Determine y compare los factores bióticos y abióticos
de dos ecosistemas diferentes.


Propiedades emergentes
 Las poblaciones tienen propiedades que no presentan
los individuos que las conforman , pues emergen del
hecho de que las poblaciones son en si mismas grupos
de individuos.


Propiedades emergentes de las poblaciones

 TAMAÑO: Número de organismos que componen una
población.
 DENSIDAD: Número de organismos por unidad de
área o de volumen.
 PATRÓN DE DISTRIBUCIÓN: Arreglo espacial de los
organismos en una población, pueden ser ; agregado,
aleatorio o uniforme*.
 PARÁMETROS DEMOGRÁFICOS*.


Ejemplifique cada tipo de Patrón de distribución
en poblaciones vegetales y animales


Propiedades emergentes de las
comunidades
Se dividen en :
 Estáticas: Pueden ser analizadas en un momento
particular en el tiempo.
 Dinámicas: Modificaciones que sufren las
comunidades con el paso del tiempo, cuyo análisis
requiere de observaciones repetidas periódicamente.


Propiedades emergentes de las
comunidades
 RIQUEZA DE ESPECIES: número de especies que
conforman una comunidad.
 COMPOSICIÓN: Conjuntos de especies que la
conforman , es decir cuales especies están presentes*.
 ESTRUCTURA: Manera como esta organizada una
comunidad.
 FISONOMIA: Aspecto visual de comunidades.


Propiedades emergentes de los
Ecosistemas
 Productividad Primaria: Es la velocidad o tasa
de fijación de materia y energía por parte de los
productores primarios entre los que se encuentran
los organismos autótrotrofos* : fotosintéticos y
quimiosintéticos.


Ecosistemas
 Productividad secundaria: Es la velocidad o tasa de
fijación de materia y energía por parte de los
organismos heterótrofos, ejemplo: Protozoarios,
animales y hongos.


Ecosistemas
 Velocidad y patrón de movimiento de la materia.-
Es la rapidez y la ruta que siguen los elementos y
compuestos químicos dentro del ecosistema y a través
de la biósfera, ejemplo: nitrógeno y agua.


Ecosistemas
 Velocidad y patrón d movimiento de energía.- es la
rapidez y la ruta que sigue la energía a través de los
componentes del ecosistema.


Ecosistemas
 Estructura trófica.- se refiere a la manera en que se
organizan los organismos en un ecosistema de acuerdo
con el alimento que consumen .
 ¿ Qué características tendrá una estructura trófica?
 La mas importante es el número de niveles tróficos, es
decir el número de veces que la energía pasa de un
organismo a otro.


Ecosistemas
 Tasa de descomposición.- Es la velocidad a la cual los
materiales producidos por los organismos: cadáveres,
hojarasca, heces, etc; se desintegran para formar
fracciones mas pequeñas y compuestos químicos mas
sencillos.


Ecosistemas
 Eficiencias ecológicas.- se refiere a la eficacia con la
que la energía se transfiere de un nivel trófico a otro
nivel.


Ecosistemas
 Biomasa en pie.- es la cantidad de materia por unidad
de área que se almacena en los seres vivos de un
ecosistema.


Logros de los ecosistemas
 El ecosistema se enfoca en una unidad de la
naturaleza que es bastante real, pues sus
elementos presentan una cierta cohesión entre sí
a través del intercambio de materia y energía.


Movimiento de materia y energía en un
ecosistema terrestre
Si tuviera los siguientes elementos :
Suelo, productores primarios, consumidores primarios,
consumidores secundarios, descomponedores , sol,
atmósfera y respiración.
¿Cómo realizaría un esquema del movimiento de
materia y energía?


Trabajo de campo
1. Seleccionar y rotular 3 maceteros de la misma capacidad.
2. Preparar la tierra y transferir a los maceteros en iguales cantidades.
3. De una misma mazorca de maíz tomar 18 semillas y poner 6 semillas en
cada macetero.
4. Proceder de la misma manera con la misma cantidad de semillas de
habas.
5. Cada integrante de grupo reportara en clase: taxonomía. Composición
química, propiedades medicinales, evolución de las semillas, factores
bióticos y abióticos que participan, tipo de crecimiento, interacción
ecológica, esquema de una estructura trófica, flujo de energía, al final
editara un video y expondrá su trabajo el ´día 13 de julio.


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